题干
源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。 （1）过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是______。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了______。 （2）过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是______。 （3）过程⑤在基因工程中称为______，该过程需要的主要酶有______。 （4）过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有______。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种______的生理状态。 （5）课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是______（答出两点）。 注：混1和混2表示三种酶的混合物
答案
（1） （2）耐高温的DNA聚合酶 （3） ①. 基因表达载体的构建 ②. 限制酶、DNA连接酶 （4） ①. 繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等 ②. 能吸收周围环境中DNA分子 （5）降解时的温度不同、降解时的pH不同
解析
据图可知，①②是利用选择培养基筛选出高产纤维素酶菌株X，③是提取菌株X基因组，④为基因工程操作程序中“目的基因的筛选和获取”，⑤为“基因表达载体的构建”，⑥为“将目的基因导入受体细胞”，⑦为从培养体系中分离得到重组酶。 选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖。 刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了纤维素分解菌分解纤维素的能力。透明圈越大，说明纤维素分解菌分解纤维素的能力越强，即菌落产生的纤维素酶的活性强、量多。 扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。 根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。 大肠杆菌作为受体细胞的优点繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。 先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。将重组质粒加于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和pH改变时，酶促反应速率也会受到影响。 镉浓度（mg·kg-1） 地上生物量（g·m-2） 地上生物量（g·m-2） 地下生物量（g·m-2） 地下生物量（g·m-2） 植物体镉含量（mg·kg-1） 植物体镉含量（mg·kg-1） 植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B 对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7 2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5 5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4 10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6 物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 1 S2 0.36 1 S3 0.40 0.02 1 S4 0.37 0.00 0.93 1 S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1 S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1 表型 正交 反交 棕眼雄 6/16 3/16 红眼雄 2/16 5/16 棕眼雌 3/16 3/16 红眼雌 5/16 5/16 生物质原料 降解率（%） 降解率（%） 降解率（%） 降解率（%） 降解率（%） 协同系数 协同系数 生物质原料 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34